钛在地壳中的蕴藏量仅次于铝、铁、镁，居金属元素的第四位。早在18世纪末人们就发现了钛，但因其熔点高，化学性质活泼，使得钛的冶炼较困难，长期未能作为结构材料使用。20 世纪 50 年代，航空及航天工业对高性能轻质结构材料的迫切需求，才使钛及钛合金得到迅速发展和应用。

钛是第四周期第四族中的过渡族元素，密度 4.509 g/cm3，介于铝和铁之间。钛的熔点为（1 668±10）°C。钛在固态下具有同素异构转变，在882.5 °C以上为体心立方晶格的β-Ti，在882.5 °C以下为密排六方晶格的α-Ti，当发生转变时有5.5%的体积变化。

钛与氧和氮能形成稳定性极高的、致密的氧化物和氮化物保护膜，因此钛不仅在大气、潮湿气体中有极高的抗蚀性，在淡水和海水中也有极高的抗蚀性，钛在海水中的抗蚀性比铝合金、不锈钢、镍基合金都好。

钛在室温下对不同浓度的硝酸、铬酸均有极高的稳定性，在碱溶液及大多数有机酸中都有高的抗蚀性。但钛在任何浓度的氢氟酸中，均能迅速溶解。

钛在550℃以下抗蚀性好。但在550 °C以上，钛能与氧、氮、碳等气体强烈反应（如在N2中加热能燃烧），造成严重污染，并使钛迅速脆化，无法使用。

高纯钛的强度不高，塑性很好。钛中常见杂质（氧、碳、氮等）的存在，会使钛的强度升高，塑性降低。

制备钛的原料矿石的主要成分是 TiO2。制备钛的第一步，是将 TiO2氯化成 TiCl4，然后用镁或钠还原TiCl4制得粒状的海绵钛，再将海绵钛在自耗电极电弧炉中熔炼后，可制备出纯度达99.5%的工业纯钛。

若将海绵钛制成TiI4后进行热分解，以形成气相沉积的结晶棒，此法制得的钛，纯度可达99.9%，又称为高纯钛或碘法钛。

加工钛的牌号和化学成分见表8.9。(www.daowen.com)

表8.9　加工钛的牌号和化学成分（摘自GB/T 3620.1—2016）

由于高纯度钛的强度较低，作为结构材料应用意义不大，故在工业中很少使用。目前在工业中广泛使用的是工业纯钛和钛合金。

工业纯钛与化学纯钛不同之处是，它含有较多量的氧、氮、碳及多种其他杂质元素（如铁、硅等），它实质上是一种低合金含量的钛合金。与化学纯钛相比，由于含有较多的杂质元素后其强度大大提高，它的力学性能和化学性能与不锈钢相似。

工业纯钛的特点是：强度不高，但塑性好，易于加工成型，冲压、焊接、可切削加工性能良好；在大气、海水、湿氯气及氧化性、中性、弱还原性介质中具有良好的耐蚀性，抗氧化性优于大多数奥氏体不锈钢；但耐热性较差，使用温度不宜太高。

工业上常用的工业纯钛是 TA2，其耐蚀性能和综合力学能适中。对耐磨和强度要求较高时可采用TA3。要求较好的成型性能时可采用TA1。

工业纯钛主要用作工作温度350 °C以下，受力不大但要求塑性的冲压件和耐蚀结构零件，如飞机的骨架、蒙皮、发动机附件，船舶用耐海水腐蚀的管道、阀门、泵及水翼、海水淡化系统零部件，化工上的热交换器、泵体、蒸馏塔、冷却器、搅拌器、三通、叶轮、紧固件、离子泵、压缩机气阀以及柴油发动机活塞、连杆、叶簧等。

TA1、TA2在铁含量为0.095%、氧含量为0.08%、氢含量为0.006 2%时，具有很好的低温韧性和高的低温强度，可用作－253℃以下的低温结构材料。